MIMO技能与OFDM技能相结合被视为下一代高速无线局域网的核心技能。本文全面剖析了MIMO与OFDM技能在无线局域网中的运用，探讨了MIMO、OFDM中的关键技能，并展望了其展开前景。
一.导言
无线通讯作为新式的通讯技能在日常日子中的效果越来越大。近年来，无线局域网技能展开迅速，但无线局域网的功能、速度与传统以太网比较还有必定间隔，因而怎么进步无线网络的功能和容量日益显得重要。
现在，IEEE802.11已成为无线局域网的干流规范。1997年802.11规范的拟定是无线局域网展开的里程碑，它是由很多的局域网以及计算机专家审定经过的规范。其界说了单一的MAC层和多样的物理层，先后又推出了802.1lb，a和g物理层规范。802.1lb运用了CCK调制技能来进步数据传输速率，最高可达11Mbit/s。可是传输速率超越11Mbit/s，CCK为了对立多径搅扰，需求更杂乱的均衡及调制，完成起来十分困难。
因而，802.1l作业组为了推进无线局域网的展开，又引进0FDM调制技能。最近，刚刚正式同意的802.1lg规范选用OFDM技能，和802.1la相同数据传输速率可达54Mbit/s。别的，IEEE802.1la运转在5GHz的UNII频段上，选用OFDM技能。可是，它不能兼容IEEE802.11b的产品，关于现在市场上占控制位置的IEEE802.11b来说，不能兼容就意味着推行存在着巨大的困难;其次，因为无线电波传输的特性，在5GHz上运转的IEEE802.1la掩盖规模相对较小。
IEEE802.11g作业在2.4GHz频段上，能够与802.1lb的WIFI体系彼此连通，共存在同一AP的网络里，保证了后向兼容性。这样原有的WLAN体系能够滑润地向高速无线局域网过渡，延长了IEEE802.1lb产品的运用寿命，下降用户的出资。而关于往后要展开的在无线局域网中的多媒体事务来说，最高为54Mbit/s的数据速率还远远不够。
IEEE现已建立802.1ln作业小组，以拟定一项新的高速无线局域网规范802.11n。802.1ln选用了MIM00FDM技能，方案将WLAN的传输速率从802.11a和802.1lg的54Mbit/s添加至108Mbit/s以上，最高速率可达320Mbit/s，成为802.1lb、802.11a、802.11g之后的另一场重头戏。
二.在无线局域网中运用的MIMO OFDM技能
1、OFDM技能
OFDM技能其实是MCM(Multi-CarrierModulation，多载波调制)的一种。其主要思维是：将信道分红许多正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制和传输，这样减少了子信道之间的彼此搅扰，一起又进步了频谱使用率。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因而每个子信道上的频率选择性式微是平整的，大大消除了符号间搅扰。
在各个子信道中的这种正交调制和解调能够选用IFFT和FFT方法来完成，跟着大规模集成电路技能与DSP技能的展开，IFFT和FFT都是十分简单完成的。快速傅里叶变换(FFI)的引进，大大下降了OFDM的完成杂乱性，提升了体系的功能，OFDM发送接纳机体系结构图2所示。无线数据事务一般都存在非对称性，即下行链路中传输的数据量要远远大于上行链路中的数据传输量。因而不管从用户高速数据传输事务的需求，仍是从无线通讯本身来考虑，都期望物理层支撑非对称高速数据传输，而OFDM简单经过运用不同数量的子信道来完成上行和下行链路中不同的传输速率。
现在，OFDM结合时空编码、分集、搅扰(包含符号间搅扰ISI和邻道搅扰ICI)按捺以及智能天线技能，最大程度地进步物理层的可靠性。如再结合白习惯调制、自习惯编码以及动态子载波分配、动态比特分配算法等技能，能够使其功能进一步优化。
别的，同单载波体系比较，OFDM还存在一些缺陷，易受频率误差的影响，存在较高的峰值均匀功率比(PAR)。
2、MIMO(多输入多输出)技能
多入多出(MIMO)技能是无线通讯范畴智能天线技能的重大突破。MIMO技能能在不添加带宽的情况下成倍地进步通讯体系的容量和频谱使用率。普遍认为，MIMO将是新一代无线通讯体系有必要选用的关键技能。
在室内，电磁环境较为杂乱，多经效应、频率选择性式微和其他搅扰源的存在使得完成无线信道的高速数据传输比有线信道困难。多径效应会引起式微，因而被视为有害要素。但是研讨结果标明，关于MIM0体系来说，多径效应能够作为一个有利要素加以使用。一般，多径要引起式微，因而被视为有害要素。MIMO体系在发射端和接纳端均选用多天线(或阵列天线)和多通道。MIMO的多入多出是针对多径无线信道来说的。图3所示为MIMO体系的原理图。传输信息流S(k)经过空时编码构成N个信息子流Ci(k)，i=l，……，N。这N个子流由N个天线发射出去，经空间信道后由M个接纳天线接纳。多天线接纳机使用先进的空时编码处理能够分隔并解码这些数据子流，然后完成最佳的处理。
特别是，这N个子流一起发送到信道，各发射信号占用同一频带，因而并未添加带宽。若各发射接纳天线间的通道呼应独立，则MIMO体系能够发明多个并行空间信道。经过这些并行空间信道独登时传输信息，数据率必定能够进步。
MIMO将多径无线信道与发射、接纳视为一个全体进行优化，然后可完成高的通讯容量和频谱使用率。这是一种近于最优的空域时域联合的分集和搅扰抵消处理。
体系容量是表征通讯体系的最重要标志之一，标明了通讯体系最大传输率。关于发射天线数为N，接纳天线数为M的多入多出(MIMO)体系，假定信道为独立的瑞利式微信道，并设N、M很大，则信道容量C近似为公式(1)C=[min(M，N)]Blog2(ρ/2)(1)
其间B为信号带宽，ρ为接纳端均匀信噪比，min(M，N)为M，N的较小者。上式标明，功率和带宽固守时，MIMO的最大容量或容量上限随最小天线数的添加而线性添加。而在相同条件下，在接纳端或发射端选用多天线或天线阵列的一般智能天线体系，其容量仅随天线数的对数添加而添加。因而，MIMO技能关于进步无线局域网的容量具有极大的潜力。
